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现浇箱梁支架验算书
1、现浇箱梁荷载分配分析
1.1单箱二室现浇箱梁断面与__叠加图如下单箱二室现浇箱梁断面图单箱二室箱梁__叠加图
1.
1.
1、单箱二室现浇箱梁荷载计算
1、钢筋混凝土荷载25cm厚顶及底板荷载q1=
0.25×2×26=13KN/m2;肋、腹板荷载q2=
2.1×26=
54.6KN/m2;横梁荷载q3=
2.1×26=
54.6KN/m2;翼板荷载q4=
0.45×26=
11.7KN/m
22、模板计算荷载q5=
1.5KN/m2(竹胶板荷载
0.02m×25KN/m3=
0.5KN/m2,10cm×10cm等间距30cm的木档荷载
0.1m×
0.1m×1m/
0.3m×8KN/m3=
0.27KN/m2,芯模及支撑等为1倍木档重量=
0.45+
0.27×2KN/m2,故可按
1.5KN/m2计)
3、设备及施工均布活荷载q6=
2.5kN/m
24、混凝土浇注冲击荷载q7=2kN/m
25、混凝土振捣荷载q8=2kN/m
21.2单箱四室现浇箱梁断面与__叠加图如下单箱四室现浇箱梁断面图单箱四室箱梁__叠加图
1.
2.
1、单箱四室现浇箱梁荷载计算
1、钢筋混凝土荷载25cm厚顶及底板荷载q1=
0.25×2×26=13KN/m2肋、腹板荷载q2=
1.4×26=
36.4KN/m2横梁荷载q3=
1.4×26=
36.4KN/m2翼板荷载q4=
0.45×26=
11.7KN/m
22、模板计算荷载q5=
1.5KN/m2(竹胶板荷载
0.018m×25KN/m3×1m=
0.45KN/m2,10cm×10cm等间距30cm的木档荷载
0.1m×
0.1m×1m/
0.3m×8KN/m3=
0.27KN/m2,芯模及支撑等为1倍木档重量=
0.45+
0.27×2KN/m2,故可按
1.5KN/m2计)
3、设备及施工均布活荷载q6=
2.5kN/m
24、混凝土浇注冲击荷载q7=2kN/m
25、混凝土振捣荷载q8=2kN/m
22、单箱二室现浇箱梁支架验算本标段支架法单箱二室现浇箱梁,梁高
2.1m,主要为主线2号桥和AK0+
632.7匝道桥,主要采用满堂支架及钢管柱工字钢门洞支架施工,本计算以AK0+
632.7匝道桥为例对满堂支架及钢管柱工字钢门洞支架进行验算
2.
1、模板受力验算底模板为受弯结构需要验算其抗弯强度和刚度,本项目现浇箱梁(梁高为
2.1m时)在横梁下底模板受力最大仅验算该处模板受力即能满足要求现浇箱梁底模板受力按三跨连续梁进行计算,详见底模板为受弯结构示意图竹胶板的抗弯强度设计值[σ]=13MPa,弹性模量E=7000MPa
2.
1.
1、荷载计算
1、静荷载标准值底模下木枋间距为30cmq1=
54.6+
1.5×
0.3×1=
56.1×
0.3=
16.83kN/m
2、活荷载标准值q2=
2.5+
2.0+
2.0×
0.3=
6.5×
0.3=
1.95kN/m
3、故荷载组合值q__x=
1.2×
16.83+
1.4×
1.95=
22.93KN/m
4、竹胶板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为W===20cm3I====20cm
42.
1.
2、竹胶板抗弯强度计算
1、强度计算(按近似三跨连续梁计算)应有σ=[σ]M__x==
0.1×
22.93×
0.32=
0.21(KN•m)σ===
10.5Mpa[σ]=13MPa∴竹胶板底模强度满足要求!
2、剪力计算由于受力最大处纵向间距为
0.3米内,最大荷载q__x=
22.93KN/m×
0.6m(横向间距)τ===
3.44MPa[τ]=
0.3×13=
3.9MPa∴竹胶板剪力强度能满足要求
2.
2、方木受力验算模板下由10×10cm方木搭成分配梁,直接支承模板,横桥向布置按三跨连续梁,且按承受均布荷载计算采用木材材料为A-4类,其容许应力,弹性模量按A-4类计,即[σw]=11MPa,E=9×103MPa,10×10cm方木与竹胶板累加后的截面特性W=+20=
166.67+20=
186.67cm3I=+20=
833.33+20=
853.33cm
42.
2.
1、在腹板位置(受力最大)
1、弯矩计算砼荷载q2=
54.6KN/m2方木顺桥向等间距30cm布置,横桥向跨径(等间距)60cm布置q腹=
1.2×
54.6+
1.5×
0.3+
1.4×
2.5+2+2×
0.3=
22.93KN/mM__x===
0.825KN•mσw===
4.42Mpa[σ]=11Mpa∴方木抗弯强度能满足要求
2、剪力计算由于纵向最大间距为
0.3米内,最大荷载为
16.37KNτ===
2.15MPa[τ]=
1.7MPa方木剪力强度不能满足要求在腹板位置采用两根方木并排布置,重新验算剪力如下τ===
1.32MPa[τ]=
1.7MPa∴在腹板等受力最大处采用两根方木并排布置,抗剪强度能满足要求
3、挠度计算f__x===
0.26mm[f]===
1.2mm若按简支梁计算挠度值:f2===
0.51mm[f]===
1.2mm∴方木刚度能满足要求
2.
3、[10槽钢(纵向受力分配梁)受力计算[10槽钢:[σw]=140×
1.3=182Mpa(按临时工程可取值
1.3倍),弹性模量E=
2.1×1011Pa=
2.1×105Mpa,截面特性WY=
7.8cm3,IY=
25.6cm4WX=
39.7cm3,IX=
198.3cm4,[τ]=110MPaS__=
12.74cm2,G重=10kg/m=100N/m=
0.1KN/m
2.
3.
1、在腹板部位砼荷载q=
54.6KN/m2,顺桥向每支点间距为L=60cm,横桥向间距为60cm,横向分配木梁间距为30cm,其分配情况详见[10槽钢布置示意图,每根槽钢承受荷载q=
1.2×
54.6+
1.5×
0.6×1+
1.2×
0.1×
0.6槽钢自身荷载+
1.4×
2.5+2+2×
0.6×1=
45.97KN由于槽钢纵向跨径按每
0.6m间距布置,其上架设方木间距为
0.3m,如槽钢受力示意图所示,且按单跨梁最大荷载计算
1、弯矩计算支点反力F=q2=
45.972=23KNM__x==23×
0.6÷8=
1.73KN•mσw===
43.58MPa[σ]=182MPa∴[10槽钢强度能满足要求
2、挠度计算f__x===
0.14mm[f]===
1.2mm∴[10槽钢刚度满足要求
2.
3.
2、在翼缘板部位,按顺桥向每支点间距为L=100cm,横桥向间距为90cm,翼板砼荷载q3=
0.45×26=
11.7KN/m
21、弯矩计算q=
1.2×
11.45+
1.5×
0.9×1+
1.2××
0.9+
1.4×
2.5+2+2×
0.9×1=
22.3KNM__x===
2.9KN•mσ===
73.05MPa[σw]=182MPa∴[10槽钢强度能满足要求
2、剪应力计算τ===
17.5(MPa)[τ]=85MPa∴[10槽钢剪力强度能满足要求
3、挠度计算f__x===
0.61mm[f]===2mm∴[10槽钢刚度能满足要求
2.
4、[10槽钢下满堂钢管支架受力验算工字钢门洞以上采用钢管φ48×
3.0mm满堂支架搭设(调整纵横坡),钢管底部支撑于[10槽钢(或钢管)上,[10槽钢(或钢管)用∪扣(扣件)与贝雷桁架连接牢固,并设扫地杆底腹模板下横、纵向等间距
0.6m×
0.6m布置钢管支架;翼缘板下纵、横向等间距
1.2m×
1.2m布置钢管支架,立杆步距
0.5~1m支架最大搭设高度为
1.0m,横梁或腹板下钢管支架所承受的力为最大钢管单位重为
33.3N/m;扣件及斜撑钢管的附加力考虑20%
2.
4.
1、支架承受荷载计算
1、支架以上荷载支架主要受槽钢传递的荷载,也就是槽钢的支点反力g=F=23KN=23000N
2、支架纵向钢管自重g1=
1.0m×
33.3N/m×
1.2=
39.96N
3、支架横向钢管传递给每根纵向钢管自重g2=
0.6+
0.6×
33.3×1×
1.2=
47.95N注公式中的两个
1.2系数分别表示扣件及斜撑的附加力和纵向钢管受力的不均匀系数
4、支架钢管底部截面所承受的最大压力N=g+g1+g2=23000+
39.96+
47.95=
23087.91N
2.
4.
2、竖向钢管底部截面的截面承载应力验算单根钢管截面__A==424mm2钢管截面轴向容许应力为[δ]=140Mpa=140N/mm
21、本支架钢管截面所承受的最大承压应力验算δ__x===
54.5Mpa
2、钢管轴向应力折减系数θ计算考虑两端铰支取长度系数μ=1惯性距计算I==107800mm4i===
15.945mmλ===
62.7查表求得:θ=
0.808钢管轴向容许应力θ[δ]=
0.808×140=
113.1Mpa>δ__x=
54.5Mpa∴支架钢管截面所承受的最大承压应力满足施工要求
2.
4.
3、支架竖向钢管稳定性验算
1、惯性距计算I==107800mm4已知条件截面钢管__A=424mm2;所承受最大应力δ__x=
31.65Mpa;纵向钢管最大间距为
0.6m;考虑两端铰支取长度系数μ=1;长度L=
0.6m=600mm
2、稳定性计算支架单根钢管所承受的临界力Pcr===
591232.9N>N=
23087.91N∴按此布置的支架满足施工过程中应力及稳定性的要求
2.
4.
4、扣件抗滑力计算经计算横向钢管传递到到单根纵向钢管的作用力g2=
0.048KN<RC=
8.5KN,即直角扣件、旋转扣件抗滑移承载力设计值∴扣件抗滑力满足施工要求
2.
5、支架钢管底部I10工字钢受力验算支架钢管布置为顺桥向等间距
0.6m,横桥向与下部I56b工字钢斜交布置,支点间距
0.9m,最大力应在I10工字钢上同时受到上部两根立杆传来的荷载,如右图所示I10工字钢采用U形螺栓和I56b工字钢捆绑在一起I
12.6工字钢:[σw]=140×
1.3=182Mpa(按临时工程可取值
1.3倍),弹性模量E=
2.1×1011Pa=
2.1×105Mpa,截面特性WY=
9.72cm3,IY=33cm4WX=49cm3,IX=245cm4,[τ]=110MPaS__=
14.345cm2,G重=
11.26kg/m=
112.6N/m=
0.113KN/m
2.
5.
1、I10工字钢承受荷载计算
1、钢管支架传递的荷载g1=
23087.91×2=
46175.82N
2、I10工字钢自身重量g2=
1.
2112.6×
0.9=
121.61N
3、I10工字钢受到的最大支点反力F=q=g1+g2÷2=
46175.82+
121.61÷2=2___
8.7N
2.
5.
2、I10工字钢受力验算
1、弯矩计算M__x=Fa=2___
8.7×150=3472307N•mmσ===
70.86MPa[σ]=140MPa∴I10工字钢强度能满足要求
2、剪应力计算τ===
16.14(MPa)[τ]=110MPa∴I10工字钢剪力强度能满足要求
3、挠度计算f__x===
0.66mm[f]===
1.8mm∴I10工字钢刚度能满足要求
2.
6、I56b跨绍诸门洞工字钢受力验算I56b工字钢垂直绍诸高速公路布置(与现浇箱梁斜交)跨径为8m,主要受上部I10工字钢分配梁传递的集中力荷载,I10工字钢顺桥向间距为60cm,传递在I56b工字钢上的集中力间距为60÷sin30=120cm,则每根I56b工字钢最大受到7个集中力荷载,如右图所示I56b工字钢:[σw]=140×
1.3=182Mpa(按临时工程可取值
1.3倍),弹性模量E=
2.1×1011Pa=
2.1×105Mpa,截面特性WY=174cm3,IY=1490cm4WX=2450cm3,IX=68500cm4,[τ]=110MPaS__=
146.635cm2,G重=
115.108kg/m=
1151.1N/m=
1.151KN/m
2.
6.
1、I56b工字钢承受荷载计算
1、I56b工字钢受上部I10工字钢传递的荷载g1=P×7=2___
8.7×7=
162040.9N
4、I56b工字钢自身重量g2=
1.
21151.1×8=
11050.6N
5、I56b工字钢受到的支点反力F=q=g1+g2÷2=
162040.9+
11050.6÷2=
86545.8N
2.
6.
2、I56b工字钢受力验算
1、弯矩计算由图可知最大弯距出现在跨中位置,则M__x=FL/2-P×
3.6+
2.4+
1.2=
86545.8×8/2-2___
8.7×
7.2=
179512.4N.mσ===
73.3MPa[σ]=140MPa∴I56b工字钢强度能满足要求
2、剪应力计算τ===
5.9(MPa)[τ]=110MPa∴I156b工字钢剪力强度能满足要求
3、挠度计算f__x===
15.24mm[f]===16mm∴I56b工字钢刚度能满足要求施工过程中还应采取在工字钢两侧加焊钢板等措施,以增__字钢的刚度,提高可靠性
2.
7、钢管柱顶I56b工字钢横梁受力验算横梁两根I56b工字钢拼接,顺绍诸高速公路路侧布置与上部门洞I56b工字钢垂直,下部为Φ570×8mm钢管柱,间距为225cm÷sin30=450cm,上部的门洞工字钢传递的集中力荷载间距90×sin30=45cm,如右图所示共有11个集中力荷载
2.
7.
1、I56b工字钢承受荷载计算
1、I56b工字钢受上部门洞工字钢传递的荷载g1=P×10=
86545.8×11=
952003.8N
6、2根I56b工字钢自身重量g2=
1.
21151.1×6×2=
16575.84N
7、2根I56b工字钢受到的支点反力F=q=g1+g2÷2÷2=
952003.8+
16575.84÷2÷2=
242144.9N
2.
7.
2、I56b工字钢受力验算
1、弯矩计算由图可知最大弯距出现在跨中位置,则M__x=FL/2-P×
2.25+
1.8+
1.35+
0.9+
0.45/2=
242144.9×
4.5/2-
86545.8×
6.75/2=252734N.mσ===
103.2MPa[σ]=140MPa∴I56b工字钢强度能满足要求
2、剪应力计算τ===
16.5(MPa)[τ]=110MPa∴I156b工字钢剪力强度能满足要求
3、挠度计算f__x===
7.59mm[f]===9mm∴I56b工字钢刚度能满足要求施工过程中还应采取在工字钢两侧加焊钢板等措施,以增__字钢的刚度,提高可靠性
2.
8、Φ570×8mm钢管柱受力验算钢管直径D=57cm,顺绍诸高速两侧线路方向布置,间距
4.5m,钢管截__A=
3.14×(
28.52-
27.72)=
141.25cm2,每米自重
1.1KN/m,长约4m每根钢管柱受力为2根I56b工字钢横梁传递的集中力加上钢管自重F=P×2+1100×4=
242144.9×2+1100×4=4886__.8NIx==
55775.93cm4,y===
28.5cmWx===
1957.1cm3回转半径i=()1/2=()1/2=
19.87cm,根据上下支点受力状况,取µ=1,λ===
20.13;ψ1的取值查表内插得
0.943;钢管柱受压承载力计算钢管截面轴向容许应力为[δ]=140Mpa=140N/mm2钢管桩承载力计算ψ1×[δ]×A=
0.943×140×14125=
1864782.5N4886__.8N∴钢管桩刚度、稳定性满足要求
2.
9、C25混凝土钢管柱底座受力验算混凝土底座直接在绍诸高速公路沥青路面上浇筑,钢管柱底部采用80×80cm钢板焊接并与混凝土底座预埋螺栓连接,如右图所示钢管通过钢板传递给混凝土面的压强δ=4886__.8÷800×800=
0.76Mpa25Mpa∴C25混凝土底座满足要求混凝土底座传递给基底(沥表路面)的压强(取受力最大的
4.5m计算)δ=(4886__.8+
4.5×1×1×26)÷4500×1000=
0.108Mpa=108Kpa∴基底满足要求
3、单箱四室现浇箱梁满堂支架验算本标段支架法单箱四室现浇箱梁,梁高
1.4m,主要为FK1+
234.11匝道桥和HK0+
152.84匝道桥,采用满堂支架施工,支架钢管采用φ
48、d=
3.5mm支架搭设宽度12m,高度
28.7m本计算以FK1+
234.11匝道桥为例对满堂支架进行验算,并对HK0+
152.84匝道桥门洞进行验算支架钢管截面特性外径dmm壁厚tmm截__Amm2惯性矩Imm4抵抗矩Wmm3回转半径i(mm)每米长自重(N)
483.
54.__×
1021.219×
1055.08×
10315.
7838.4[σ]=140×
1.3=182Mpa(按临时工程可取值
1.3倍)
3.
1、模板受力验算由于模板采用与单箱二室现浇箱梁相同布置,且单箱四室的最大受力比单箱二室现浇箱梁小,可参照本计算书第
2.1节,因此本节不再验算
3.
2、方木受力验算模板下由10×10cm方木搭成分配梁,直接支承模板,横桥向布置,方木支点跨径为90cm按三跨连续梁,且按承受均布荷载计算采用木材材料为A-4类,其容许应力,弹性模量按A-4类计,即[σw]=11MPa,E=9×103MPa,10×10cm方木与竹胶板累加后的截面特性W=+
16.2=
166.67+
16.2=
182.97cm3I=+
14.58=
833.33+
14.58=
847.91cm
43.
2.
1、在腹板位置(受力最大)
1、弯矩计算砼荷载q2=
36.4KN/m2方木顺桥向等间距30cm布置,横桥向跨径(等间距)60cm布置q腹=
1.2×
36.4+
1.5×
0.3+
1.4×
2.5+2+2×
0.3=
16.37KN/mM__x===
1.33KN•mσw===
7.27Mpa[σ]=11Mpa∴方木抗弯强度能满足要求
2、剪力计算由于纵向最大间距为
0.3米内,最大荷载为
16.37KNτ===
1.59MPa[τ]=
1.7MPa∴方木剪力强度能满足要求
3、挠度计算f__x===
0.94mm[f]===
1.8mm∴方木刚度能满足要求施工过程中在腹板等受力最大处采用两根方木并排布置,增加方木可靠性
3.
3、[10槽钢(纵向受力分配梁)受力验算由于[槽钢采用与单箱二室现浇箱梁相同布置,可参照本计算书第
2.3节,因此本节不再验算
3.
4、满堂钢管支架受力验算单箱四室现浇箱梁采用钢管φ48×
3.0mm满堂支架搭设,钢管底部支撑于[10槽钢(或钢板)上,底、腹模板下横、纵向等间距
0.9m×
0.6m布置钢管支架;翼缘板下横、纵向等间距
1.2m×
1.2m布置钢管支架,立杆步距
1.05m横梁或腹板下钢管支架最大搭设高度为
28.7m,翼缘板下钢管支架最大搭设高度为
30.1m本计算按照碗扣式满堂钢管支架进行验算
3.
4.
1、底、腹板下支架承受荷载计算肋、腹板荷载q2=
1.4×26=
36.4KN/m2,为最大受力荷载,支架搭设最大高度为
28.7m,故按此最不利情况进行验算
1、支架以上荷载(单根立杆)恒载g1=[
1.2×
36.4+
1.5+槽钢自重
1.2×
0.1×
0.9]×
0.6×
0.9×=
12.309(KN)=12309(N)活载g2=
1.4×
2.5+2+2×
0.6×
0.9×=
2.457(KN)=2457(N)
2、支架钢管自重引用《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011附录A表的数据,按立杆纵距
0.6m,横距
0.9m,步距
1.05m查表,可得每米钢管结构自重为
166.3N/m g3=
28.7m×
166.3N/m×
1.2=
5727.4N3风荷载ωk=
0.7μsμzω0=
0.7×
1.0×
1.42×
0.46=
0.4KN/m2其中w0--基本风压kN/m2,按照《建筑结构荷载规范》GB50009-2001的规定采用ω0=V02/1600V0取
27.2m/s,则ω0=
0.46KN/m2;μz--根据《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》JGJ166-2008附录D,按照离地面高30m、地面为B类取值,μz=
1.42;;μs--风荷载体型系数本工程取值为
1.0;单肢立杆上的风载,以顺桥向为迎风面,立杆间距为
0.6m,因此单肢立杆上的荷载水平风荷载w=
1.4×ωk×
0.6×
28.7=
9.643KN=9643N风荷载引起的单根立杆竖向荷载g4=w×=
9.643×=
11.25KN=11250N式中lx--立杆横距
0.9m
3.
4.
2、支架立杆验算《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》JGJ166-2008的规定,脚手架立杆稳定计算的荷载组合为:1)永久荷载+可变荷载2)永久荷载+
0.9可变荷载+风荷载
1、不组合风载时单肢立杆轴向力N1=g1+g2+g3=12309+2457+
5727.4=
20493.4N横杆步距h=
1.05m,按照在每行每列有斜杆的网格结构计算,故立杆计算长度为l0=h=
1.05m长细比λ=L/i=1050/
15.78=
66.54查表求得φ=
0.791,则[N]=φA[σ]=
0.791×4__×182=
70397.4N∴N1[N]立杆承载力符合要求
2、组合风载时单肢立杆轴向力1)立杆轴向力N2=g1+g3+
0.9×(g2+g4)=12309+
5727.4+
0.9×(2457+11250)=
30372.7N∴N2[N]立杆承载力符合要求2)立杆稳定性验算风荷载对立杆产生的弯距式中Mw--风荷载作用下单肢立杆弯距(KN.m);La--立杆纵距
0.6m;L0--立杆计算长度
1.05m;wk--风荷载标准值
0.4KN/m2;Pr--风荷载作用下内外排立杆间横杆的支承力(KN)=
0.111KN=
0.0172KN.m=
53.6Mpa[σ]=182Mpa∴立杆稳定性符合要求
3.
4.
3、满堂支架扣件抗滑力验算满堂支架纵横向斜杆、剪刀撑均采用扣件式钢管,在风荷载作用下横向斜杆产生的内力最大公式,式中--自上而下叠加在斜杆最下端处最大内力(KNQc--扣件抗滑承载力,取8KN=
14.82KN8KN扣件抗滑力不符合要求因此在施工过程中采用缆风绳措施,同时采用双扣件连接斜杆与立杆,使扣件抗滑力达到要求
3.
4.
4、满堂支架稳定性验算支架搭设宽度为12m,最大高度
28.7m架体倾覆验算转化为立杆拉力计算,按照支架刚搭设完成架体仅靠自身自重抵抗风荷载为最不利工况进行验算横向立杆间距为
0.9m则立杆根数为14根抗倾覆弯矩Mp=P×L÷2=
5727.4×14×12÷2=
481101.6N.m风荷载引起的倾覆弯矩Mw=w×H÷2=9643×
28.7÷2=138377N.mMpMw,∴支架抗倾覆稳定性满足要求
3.
4.
5、翼缘板下支架承受荷载验算翼缘板下支架钢管纵横向间距按
1.2×
1.2m计,翼缘板荷载q=
0.45×26=
11.7KN/m2,为最大受力荷载,支架搭设最大高度为
30.1m,故按此最不利情况进行验算
1、支架以上荷载(单根立杆)恒载g1=[
1.2×
11.7+
1.5+槽钢自重
1.2×
0.1×
1.2]×
1.2×
1.2×=
11.508(KN)=11508(N)活载g2=
1.4×
2.5+2+2×
1.2×
1.2×=
6.552(KN)=6552(N)
(2)、支架钢管自重查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011附录A,立杆纵距
1.2m,横距
1.2m,步距
1.05m,可得每米钢管结构自重为
202.9N/m g3=
30.1m×
202.9N/m×
1.2=
7328.7N
(3)、翼缘板下单根支架轴向承载力验算N=g1+g2+g3=11508+6552+
7328.7=
25388.7N[N]=
70397.4N∴翼缘板下立杆纵、横向间距采用
1.2×
1.2m能满足要求。